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進捗 状況 - 無線 LAN シミュレーション

進捗 状況 - 無線 LAN シミュレーション. 情報工学専攻 中村 遼. 目的. N モードと L モードの接続時間及び消費電力をシミュレーションにより計算し、比較することにより、どのタイミングでモードを切り替えるのが良いかを見る. シミュレーション. Network Simulator ns-3 を用いて， 以下のシミュレーションを行った． シミュレーション１ N モードにおける接続時間及び消費電力の計測 シミュレーション ２ L モードにおける接続時間及び消費電力の計測. パラメータ設定. 準拠規格： 802.11b-1Mbps AP はブリッジとして設定

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進捗 状況 - 無線 LAN シミュレーション

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Presentation Transcript

  1. 進捗状況- 無線LANシミュレーション 情報工学専攻中村 遼

  2. 目的 • NモードとLモードの接続時間及び消費電力をシミュレーションにより計算し、比較することにより、どのタイミングでモードを切り替えるのが良いかを見る

  3. シミュレーション Network Simulator ns-3を用いて， 以下のシミュレーションを行った． • シミュレーション１ • Nモードにおける接続時間及び消費電力の計測 • シミュレーション２ • Lモードにおける接続時間及び消費電力の計測

  4. パラメータ設定 • 準拠規格：802.11b-1Mbps • APはブリッジとして設定 • ビーコン送信間隔：100[msec] • ビーコン送信時間： 0.608[msec] • アンテナ送信出力:20[dBm]=100[mW] • 無線インターフェースの消費電力 (CG-WLIPCI54AG2参照) • 送信時：2.8[W] • 受信時：1.8[W] • APのスタティック消費電力= 2.8*0.608/100+1.8*(1-0.608/100)=1.806[W] • APの消費電力量[mJ]= 1[W]<送信時-受信時> * 送信duration[msec]

  5. シミュレーション１（Nモード） y 192.168.0.1/24 • APの配置座標を左図のようにとる • STAは左図の黄色の範囲内の任意の場所に現れるものとする • 端末が最初にビーコンを受信してから、接続要求を受信するまでの時間を計測した AP7 AP8 AP9 40 00:00:00:00:00:07 00:00:00:00:00:08 00:00:00:00:00:09 STA 00:00:00:00:00:0a AP5 AP4 AP6 20 00:00:00:00:00:04 00:00:00:00:00:05 00:00:00:00:00:06 AP1 AP2 AP3 x 40 0 20 00:00:00:00:00:01 00:00:00:00:00:02 00:00:00:00:00:03 単位[m]

  6. 結果 • 接続時間 • 1.470[msec]　（※ 混線具合により大幅に変化する）+ 認証時間 • スタティック消費電力 • 1.806[W] * 9 = 16.254[W] • 接続に要する消費電力量 • 0.82[mJ]

  7. シミュレーション２（Lモード） y 192.168.0.1/24 • APの配置座標を左図のようにとる • BQが作る正三角形の中心＝ 部屋の中心(20,20)になるようにBQを設定 • STAは左図の黄色の範囲内の任意の場所に現れるものとする • STAの推定位置に最も近いAPを起動する AP7 AP8 AP9 40 00:00:00:00:00:07 00:00:00:00:00:08 00:00:00:00:00:09 BQ3 (5.4, 34.6) 00:00:00:00:00:0c 00:00:00:00:00:0b BQ2 (40,25.4) AP5 AP4 AP6 20 00:00:00:00:00:04 00:00:00:00:00:05 00:00:00:00:00:06 STA 00:00:00:00:00:0d 00:00:00:00:00:0a BQ1 AP1 AP2 AP3 x 40 0 20 (14.6,0) 00:00:00:00:00:01 00:00:00:00:00:02 00:00:00:00:00:03 単位[m]

  8. 結果 • 接続時間 • 101.480[msec]+認証時間 • スタティック消費電力 • 1.806[W] * (3+起動しているAPの数)[W] • 接続に要する消費電力量 • 1.12[mJ]

  9. 考察（接続時間） • Nモードに比べ，Lモードでは約100msec長い接続時間が必要となった．これは一般的にAssociation要求のタイムアウト期間が100msecに定められているためである． • しかし，実際には接続時間には認証時間(WPA認証で約500msec)も加算する必要があるため，大きな違いとはならない

  10. 考察（消費電力） • 一つの端末が接続に要する消費電力量は，Nモードで0.82mJ, Lモードで1.12mJとなった • これに対して，1つのAP(またはBQ)のスタティック消費電力1.806[W]と非常に大きいので，起動しているAPの数に応じてモードを変更する必要がある • 今回の実験では，6個以上のAPが起動したときにNモードに切り替える必要がある

  11. その他 AP間の距離をaとしたとき • 今回の実験ではAPの設置間隔を20mとした． • BQの設置間隔は約36mとなる． • この部屋内を全てカバーするためには、BQは49mの通信範囲を確保する必要がある • 今後はスループットも考慮に入れて、設置間隔を変更する必要がある AP7 AP8 AP9 BQ3 BQ2 AP5 AP4 AP6 (√6)a (3√2-√6)a BQ1 AP1 AP2 AP3

  12. 課題 • 建物の構造やユーザの分布・時間帯を考慮して削減できうる電気料を決定する．またどのように運用すればよいか． • 例えば50％削減を目標に考えた場合 • 夜9時から朝7時までAPを止めた場合42%減 • 残り8%を日中でどのようにして削減するか • 数値目標で

  13. シミュレーション（補足） y • APの配置座標を左図のようにとる • STAは左図の黄色の範囲内の任意の場所に現れるものとする • 目的：APへの同時接続者の数を増やすことで，混線におけるSTAの接続時間の最大値を見積もる 20 STA3 AP 10 STA1 STA2 x 20 0 10 単位[m]

  14. 結果 Nモードに比べてLモードの方が 一つのAP（BQ）に端末が集中し易い

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